Transistores

Transistores podem ser acessados à distância

Redação do Site Inovação Tecnológica -  25/11/2015

A equipe criou um novo método de acessar o interior de um transístor por meio de ondas de rádio - um acesso remoto. [Imagem: 10.1038/srep16812]

Leitura remota de transistores

Pode ser o sonho dos "espiões de estado" ou o pesadelo dos espionados - o fato é que engenheiros descobriram que é possível acessar "remotamente" os transistores usados nos chips, sem precisar nem tocar em seus terminais.

O "remotamente" é um tanto figurativo, já que a técnica exige uma película instalada logo acima do chip. Mas, com processamentos cada vez mais feitos na nuvem, sem que o usuário saiba onde está o processador, a possibilidade de exploração da técnica é real.

Shovon Pal e seus colegas da Universidade de Ruhr, na Alemanha, conseguiram acessar os transistores tirando proveito das camadas ultrafinas de elétrons que se formam no interior desses componentes eletrônicos e nas quais se baseia seu funcionamento.

Gases de elétrons 2D

Os elétrons que fluem no interior dos transistores têm características físicas tão especiais que os pesquisadores chamam seu conjunto de "gases de elétrons 2D".

A equipe demonstrou que esses gases podem ser controlados não apenas pela corrente elétrica normal, circulando dentro do chip, mas também por frequências de rádio.

"Um gás de elétrons 2D é como uma geleia. Se for aplicada eletricamente uma pressão sobre o gás a partir de cima, com uma frequência característica, são geradas oscilações na espessura e na densidade do gás," explica o professor Andreas Wieck, orientador do trabalho, esclarecendo que isto pode ser usado para ler ou alterar o dado sendo manipulado pelo componente.

Como a nuvem de elétrons no interior do transístor tem uma espessura de cerca de dez nanômetros, suas oscilações seguem as leis da mecânica quântica, o que significa que essas oscilações têm uma frequência específica - na faixa dos terahertz, ou 10¹² Hertz.

Assim, para manipulá-las, basta gerar uma onda com a frequência precisa, o que permitiu à equipe criar um novo método de acessar o interior de um transístor - um acesso remoto. O acesso foi feito por meio de ressonadores metálicos depositados na superfície do chip, cerca de 0,1 micrômetro acima dos transistores - essa distância é cerca de 10 vezes maior do que o tamanho de cada transístor individual.

Nas minúsculas dimensões de um transístor, os elétrons se comportam como se fossem as moléculas de um gás. [Imagem: Shovon Pal et al. - 10.1038/srep16812]

Sensores moleculares

Se os bisbilhoteiros vão tirar proveito ou não da nova técnica é algo que provavelmente nunca se saberá ao certo.

Mas a equipe afirma que há usos práticos muito interessantes para a leitura remota dos transistores, sobretudo na criação de sensores ultrassensíveis para aplicações químicas e ambientais.

Isto porque as oscilações das moléculas tipicamente acontecem justamente na faixa dos terahertz. Com transistores modificados, essas oscilações podem ser detectadas, o que resultaria em sensores capazes de reagir às frequências das moléculas dos gases ou líquidos que se queira detectar.

Bibliografia:

Ultrawide electrical tuning of light matter interaction in a high electron mobility transistor structure
Shovon Pal, Hanond Nong, Sergej Markmann, Nadezhda Kukharchyk, Sascha R. Valentin, Sven Scholz, Arne Ludwig, Claudia Bock, Ulrich Kunze, Andreas D. Wieck, Nathan Jukam
Nature Scientific Reports
Vol.: 5, Article number: 16812
DOI: 10.1038/srep16812